揮發(fā)性有機物微波輔助催化氧化性能試驗研究.pdf

1、揮發(fā)性有機物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)在常溫下以蒸汽的形式存在于空氣中,其毒性、刺激性和特殊的氣味,會使人出現(xiàn)頭痛、惡心和中毒癥狀,長期接觸VOCs會損害人體組織并引發(fā)癌癥。無所不在的VOCs以其危害性和對大氣的污染,受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。論文簡要地介紹了目前較為常用的VOCs處理技術(shù)及其存在的不足,同時對微波技術(shù)及其在環(huán)境保護領(lǐng)域的國內(nèi)外研究進展進行了綜述。
　　本文采用一種新工藝:微波輔助

2、催化氧化,并建立了相應(yīng)的微波實驗裝置。研究以碳化硅為吸波材料,以沸石載氧化銅為催化劑,選取VOCs中的甲苯為研究對象,在微波輻照和通空氣條件下,對甲苯進行連續(xù)式處理。實驗考察了沸石載氧化銅催化劑的吸附效果,并對催化劑表面形貌進行了分析;考察了碳化硅的吸波升溫性能;優(yōu)化了微波降解甲苯時的工藝參數(shù)條件;測定了最佳工藝條件下甲苯的降解效率和礦化度;利用GC-MS和紅外光譜法分析了甲苯降解過程中可能出現(xiàn)的中間產(chǎn)物,并對甲苯的降解途徑進行了推理;

3、最后對微波輔助催化氧化新工藝進行了簡單的經(jīng)濟分析。
　　研究表明,綠色碳化硅的吸波升溫效果良好,當(dāng)微波功率為117.3W時,30S可以迅速升溫到600℃以上;通過浸漬法制備的沸石載氧化銅催化劑對甲苯的吸附性較差,屬于Langmuir單層吸附,吸附量為11mg.g-1;表面形貌分析表明氧化銅在沸石表面分布均勻,實驗過程中催化劑的催化性能良好,但反應(yīng)溫度過高容易引起催化劑表面燒結(jié);微波場中催化劑與碳化硅混合體升溫迅速,1min溫度可升

4、至460℃。
　　空白對照實驗表明,微波作用下碳化硅本身對甲苯的去除效率很低,單獨沸石和單獨催化劑對甲苯有一定的去除效果,但微波輔助催化氧化甲苯的降解效果則非常顯著。
　　參數(shù)條件實驗確定出的最佳工藝參數(shù)為催化劑與碳化硅的混合比10:1、微波輻射功率117.3W、空氣流速0.08m3.h-1、床層高度18.5cm、甲苯進樣速率40μL.min-1和沸石負載銅比例20:1。在最佳工藝條件下,經(jīng)10小時的連續(xù)運行,碳化硅與催化劑